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变压器保护配置及相关问题

1. 概述

1.1. 变压器的故障和不正常状态

(1) 绕组及其引出线的相间短路和在中性点直接接地处的单相接地短路；

(2) 绕组的匝间短路；

(3) 外部相间短路引起的过电流：

(4) 中性点直接接地电力网中，外部接地短路引起的过电流及中性点过电压；

(5) 过负荷；

(6) 过励磁；

(7) 油面降低；

(8) 变压器温度及油箱压力升高和冷却系统故障

1.2 对变压器保护的基本要求

(1) 变压器发生故障时应将它与所有电源断开。

(2) 母线或其它与变压器相连的其它元件发生故障，而故障元件由于某种原因（保护拒动

或断路器失灵等）其本身断路器未能断开情况下，应使变压器与故障部分分开。

(3) 当变压器过负荷、油面降低、油温过高时，应发出报警信号

2．变压器差动保护

2.1 变压器差动保护应符合的要求

规程规定：

(1) 应能躲过励磁涌流和外部短路产生的不平衡电流

(2) 应在变压器过励磁时不误动

(3) 保护范围应包括变压器及其引出线

2.2 变压器差动保护需要考虑的特殊问题

2.2.1 变压器励磁涌流

变压器的高低压侧是通过电磁联系的，仅在电源一侧存在励磁电流，它是差动保护中不

平衡电流的一部分。在正常情况下，其值很小，小于变压器额定电流的 3%。当发生外部短

路故障时，由于电源侧母线电压降低，励磁电流更小，因此这些情况下的不平衡电流对差动

保护的影响一般可不必考虑。

在变压器空载投入电源或外部故障切除电压恢复过程中，会出现励磁涌流。励磁涌流有

如下特点：

(1) 励磁涌流的大小与合闸瞬间外加电压的相位有关，电压过零时合闸涌流最

大，可达 5—10 倍的额定电流。这样，对于三相变压器，无论任何瞬间合闸，

至少有两相会出现不同程度的励磁涌流。

(2) 励磁涌流中含有大量的非周期分量和高次谐波，在最初瞬间可能完全偏向时

间轴一侧，其中二次谐波分量所占比例最大，四次以上谐波分量很小。

(3) 最初的几个周期内，励磁涌流的波形是间断的。

(4) 励磁涌流的大小和衰减速度，与合闸时电压相位、铁芯中剩磁的大小和方向、

电源容量、变压器容量及铁芯材料有关。

由于涌流只存在于变压器的电源侧，如不采取措施必将导致保护的误动作，根据涌流的

性质，可采取以下措施：

(1) 利用励磁涌流中的非周期分量使继电器铁芯保护，自动提高保护的动作电流。如

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